论文部分内容阅读
近些年来,土-结构相互作用体系理论的深入发展以及大量的震害调研结果表明:基于“刚性基底”假设的抗震思想越来越凸显其不合理之处,相较而言,土-结构相互作用体系由于考虑了上部结构与地基土的共同作用,能更好地模拟现实结构在地震时的实际反应。然而完整的土结构分析模型势必造成计算量的大幅提升,为分析过程带来困难。 本文基于土-结构相互作用体系研究直接分析方法,采用“两步法”的分析思路建立土—结构体系地震反应分析的简化方法。具体思路是第一步将依赖上部复杂结构体系固有的动力特征,将其简化为“质量串”模型并构造该模型的单元刚度及质量矩阵,建立了简化的三维土-结构相互作用分析模型,在简化模型底部土体底边界处输入基岩地震动,可获得三维土-结构相互作用体系结构基础处的等效输入。第二步恢复上部复杂结构体系,建立常规的“刚性基底”地震动输入模型,采用第一步获得的等效输入地震计算其地震反应。此基础上,对比了不同类别的地震输入输入方式以及是否考虑土-结构相互作用等不同工况下上部复杂结构地震反应的差异。本文主要的工作如下: 1.回顾和总结了土-结构相互作用体系课题的发展历程和现有的研究分析方法的优缺点,并在此基础上详细分析阐述了本文中土-结构相互作用体系采用的分析方法—“两步法”的理论依据。 2.回顾和总结了结构动力分析简化模型的类别,并提出了本文中采用的上部结构简化方法:利用ABAQUS有限元软件提供的用户子程序功能,自定义新的用户单元,将上部结构简化为“质量串”模型,通过比较简化前后模型的自振周期和振型等动力特性,来验证该简化方法的合理性和适用性。 3.建立土结构相互作用体系的简化模型,采用了时域显式有限元法计算结构的等效输入。 4.建立不考虑相互作用体系的场地反应模型,计算其地震反应。对比不同地震动输入特征,探讨不同地震动输入方式对反应谱的影响,为高层结构选取合理的地震动输入提供一定的参考依据。 5.通过分析比较高层框架结构在考虑与不考虑土-结构相互作用两种不同工况下的地震反应的差别,总结关于地震作用对结构地震反应的影响规律,为高层建筑结构的合理设计提供有一定参考意义的结论。 6.总结了本文的工作,在此基础上提出了对未来工作的展望。